TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS
2.9 SUPERLARGURA
As normas, manuais ou recomendações de projeto geométrico estabelecem as larguras mínimas de faixa de trânsito a adotar para as diferentes classes de projeto, levando em consideração aspectos de ordem prática, tais como as larguras máximas dos veículos de projeto e as respectivas velocidades diretrizes para o projeto.
As larguras de faixas de trânsito são fixadas com folgas suficientes em relação à largura máxima dos veículos, de modo a permitir não apenas a acomodação estática desses veículos, mas também suas variações de posicionamento em relação às trajetórias longitudinais, quando trafegam nas faixas, nas velocidades usuais (BUDNY, 2019).
Na Figura 20 vemos a representação de uma superlargura em uma via.
FIGURA 20 – SUPERLARGURA EM RODOVIAS
FONTE: Adaptado de Budny (2019, p. 36) ATIVIDADE
Em uma rodovia de Classe I, temos emax = 8%, V = 100 km/h. Se uma curva nesta rodovia tem raio de 600 m, calcular a superelevação a ser adotada, conforme o DNER.
R.:
V = 100 km/h fmax = 0,13
UNI
Dessa forma, o cálculo da superlargura pela fórmula de Voshell-Pallazo é descrita pela equação EQ. 1.12:
Em que:
S = Superlargura (m)
N = número de faixas de tráfego de uma pista R = raio de curvatura do eixo da pista (m) V = velocidade diretriz (km/h)
b = distância entre os eixos da parte rígida do veículo (m), geralmente igual a 6 Deve-se levar em conta que os cálculos devem ser múltiplos de 0,20 m e que devem ser no mínimo 0,40 m conforme norma do DNIT. Abaixo deste valor não resulta em efeito práticos relevantes. A AASHTO adota limite inferior de 0,60 m e sugere dispensa de superlargura para curvas com raios superiores a 250 m e com largura normal de faixa de 3,6 m.
3 ROTEIRO: DIMENSIONAMENTO DE CURVA, SUPERELEVAÇÃO E SUPERLARGURA
Este roteiro tem como intuito auxiliá-lo a realizar os dimensionamentos de curva, superelevação e superlargura de um traçado rodoviário.
1. Considere um trecho de um projeto de rodovia em que é necessário realizar o desenho de uma curva entre duas tangentes, conforme visto na Figura 21.
Como especificações, temos:
• Um terreno ondulado devido às inclinações estarem entre 8% e 20%.
• Rodovia de projeto classe II, com velocidade diretriz de 70 km/h.
• Raio de curva adotado de 200 metros.
• Ângulo central de 51°24’20’’.
(EQ. 1.12)
TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS
FIGURA 21 – TRECHO PARA DESENVOLVIMENTO DE UMA CURVA PARA O ROTEIRO
FONTE: O autor (2020)
Calcular o desenvolvimento da curva, utilizando a equação 1.13:
Calcular o grau da curva que compreende uma corda de um dado comprimento, conforme a equação 1.14:
Calcular a deflexão por metro (dm) do trecho, utilizando a seguinte fórmula apresentada na EQ. 1.15:
(EQ. 1.13)
(EQ. 1.14)
(EQ. 1.15)
Ao substituir os valores temos o valor de desenvolvimento de:
Em seguida obtemos o grau da curva:
DICAS
Após calculamos a deflexão por metro (dm) do trecho:
Em projeto, esta deflexão auxilia na identificação da posição em que as estacas iniciam e terminam em relação às tangentes, facilitando as locações em obra.
2. A seguir, calcular a superelevação da curva para diminuir o efeito da força lateral (força centrífuga). Este cálculo é considerado em função da velocidade diretriz (V), do coeficiente de atrito transversal (f) obtido através da Tabela 10 e também do raio de curvatura (R), conforme visto na equação 1.16:
TABELA 10 – VALORES DE COEFICIENTE DE ATRITO TRANSVERSAL ENTRE PNEU/PAVIMENTO PARA VELOCIDADES DE PROJETO
V(km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 120
f 0,20 0,18 0,16 0,15 0,15 0,14 0,14 0,13 0,11 FONTE: Fontes (1995, p. 34)
Calcular também os valores de superelevação mínimos e máximos no qual necessita para o início e fim da superelevação. Adotar os critérios máximos conforme a Tabela 11 e Tabela 12 e Tabela 13.
TABELA 11 – VALORES DE CRITÉRIO DO MÁXIMO CRESCIMENTO DA ACELERAÇÃO CENTRÍFUGA
V(km/h) 40 50 60 70 80 90 100
Lmin (m) 1200/R 2550/R 4800/R 8450/R 14070/R 22650/R 35730/R FONTE: Fontes (1995, p. 36)
TABELA 12 – VALORES DE R PARA MÁXIMA RAMPA DE SUPERELEVAÇÃO ADMISSÍVEL
V(km/h) 40 50 60 70 80 90 ≥ 100
r(%) 0,73 0,65 0,59 0,54 0,50 0,47 0,43
FONTE: Fontes (1995, p.36)
(EQ. 1.16)
TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS
TABELA 13 – VALORES DE CRITÉRIO DO MÍNIMO CRESCIMENTO DA ACELERAÇÃO CENTRÍFUGA
V(km/h) 40 50 60 70 80 90 100
Lmin (m) 30 30 30 40 40 50 50
FONTE: Fontes (1995, p.36)
Por fim, deve-se calcular o critério de tempo de percurso. Utilizamos a equação 1.17:
Lmax = 2,2.V
Para o cálculo do efeito da superelevação, temos:
Para uma melhor realização em projeto, adota-se um valor de superelevação de 4,5%.
Para calcular o critério do máximo crescimento da aceleração temos:
Para o cálculo do critério da máxima rampa de superelevação admissível, temos:
Para o cálculo do critério do tempo de percurso, temos:
Lmax = 2,2.70 = 154 m
Portanto, analisando os parâmetros encontrados para Lmin e Lmax, o intervalo para o início da superelevação será o maior valor mínimo e menor valor máximo, sendo: Lmin = 42,25 m e Lmax = 154 m.
3. Por fim, calcula-se a superlargura a fim de melhorar as condições de segurança do tráfego. A superlargura é o alargamento das faixas de rolamento em trechos curvos de uma rodovia. Para isso é utilizado a equação 1.18:
(EQ.1.17)
(EQ. 1.18)
Onde:
n é o número de faixas adicionais b é a largura da via
Como o projeto terá faixa adicional no lado esquerdo da rodovia, teremos dois valores de superlargura:
Lado sem faixa adicional:
Como deve ser múltiplo de 0,2 m, adotamos S = 0,6 m Lado com faixa adicional:
Como deve ser múltiplo de 0,2 m, adotamos S = 0,8 m.
A representação final da curva será apresentada conforme visto na Figura 22.
FIGURA 22 – REPRESENTAÇÃO DA CURVA DO PROJETO
FONTE: O autor (2020)
RESUMO DO TÓPICO 2
Neste tópico, você aprendeu que:
• É realizado curvas entre duas tangentes em um projeto geométrico.
• São calculados os valores de superelevação de uma estrada.
• São realizados cálculos de superlargura da estrada.
• As concordâncias de transição são espaços necessários para a realização de um afastamento entre a curva e a tangente da rodovia.
1 O projeto geométrico é a fase que estuda as diversas características geométricas do traçado em função das leis do movimento, características de operação dos veículos, reação dos motoristas, segurança e eficiência das estradas e volume de tráfego. Em relação ao projeto geométrico de uma rodovia, analise as afirmativas a seguir:
I- Superelevação é a inclinação transversal da pista nas curvas horizontais, para compensar o efeito da força centrífuga sobre os veículos.
II- Os pontos notáveis de uma curva horizontal circular simples são o PCV (início da curva) e o PTV (término da curva).
III- Uma nota de serviço pode ser descrita como o conjunto de dados destinados a definir, em planta, o desenvolvimento do pavimento.
IV- A largura adicional dada à pista nos trechos em curva de modo a assegurar ao tráfego condições de segurança e comodidade é denominada de superlargura.
Assinale a alternativa CORRETA:
2 Durante o projeto de uma rodovia classe II, verificou-se que a rampa máxima deveria ser igual a 6%. Entre as estacas 27 + 0,00 m e 32 + 17,00 m será implantada uma rampa ascendente. Sabendo que a cota do greide na estaca 27 + 0,00 m é igual a 120 m, a cota máxima na estaca 32 + 17,00 m deverá ser,
3 No projeto geométrico de uma rodovia, para concordar duas rampas com declividades igual a 5% e -3%, deve-se utilizar uma curva:
a) ( ) Circular convexa.
4 Quando em projetos as curvas de uma rodovia devem ser bem calculadas para que não haja problemas na condução do veículo pelo usuário. Qual a função de superelevação nas construções de curvas das rodovias?
5 Superlargura é o acréscimo da largura da pista em trechos de curva com o objetivo de melhor as condições de conforto e segurança de uma estrada, principalmente quando estamos tratando de veículos de grande porte, como os caminhões. Por que não podemos utilizar superlarguras com valores abaixo de 0,4 m?
UNIDADE 2
1 INTRODUÇÃO
Este tópico abordará a definição do preparo das áreas de implementação de estradas, sendo apresentados os materiais, equipamentos e condicionantes ambientais e de controle de qualidade para a realização dos serviços de terraplenagem.
Para a execução de um bom projeto de terraplenagem, é necessário conhecer os volumes de corte e aterro necessários para a execução da obra rodoviária, com o intuito de minimizar os gastos com movimentação de terra e se possível reutilizar os volumes de terra em corte para aterro.
Os objetivos são fixar os conhecimentos para as condições mínimas exigíveis para a viabilização de execução das obras destinadas a implementação de uma rodovia. Serão envolvidos os serviços de exame do projeto de engenharia, execução dos estudos técnicos e serviços topográficos e execução e serviços preliminares de terraplenagem propriamente dito.
2 SERVIÇOS PRELIMINARES
Todos os serviços preliminares de terraplenagem são devidamente especificados através da norma DNIT 104 (BRASIL, 2009).
Os serviços preliminares de terraplenagem inicial com as operações de preparação das áreas destinadas à implementação do corpo estradal e áreas de empréstimo. Inicialmente ocorre a remoção de material vegetal, como árvores, arbustos, tocos, raízes, assim como pedras e matacões, ou de entulhos, como:
linhas de energia, cercas, plantações e açudes.
O processo de desmatamento consiste no corte e remoção de todo tipo de vegetação, seguido da limpeza da área destinada à execução da rodovia. A limpeza é realizada através da remoção das raízes e tocos da vegetação do local, assim como a camada de solo orgânico.
O empréstimo é realizado através de uma área indicada no projeto, próxima a execução do projeto rodoviário (previamente identificado através das medições topográficas). São realizadas escavações nestas áreas para transporte até a plataforma da rodovia que necessita ser aterrada.
TÓPICO 3 —
PRÁTICA 7: TERRAPLENAGEM
Nas medições topográficas também são identificadas as ocorrências de jazidas de solos ou rochas potenciais de utilização na execução das camadas do pavimento ou até mesmo nas obras-de-arte necessárias para o projeto. Os off-sets são as linhas de estacas demarcadoras da área de execução dos serviços.
As etapas para a execução dos estudos técnicos e de serviços topográficos envolvem as seguintes tarefas:
1. Conferir os levantamentos de seções transversais para elaborar diariamente anotações dos serviços de terraplenagem, onde constará os volumes de material movimentado. Deve-se verificar as condições nos segmentos de cortes e aterros, sendo estes previstos em projeto para deslocamento de material para empréstimos ou bota-foras (distribuição das massas).
2. Verificar nos projetos de engenharia as condições de amarração dos pontos dos elementos de planimetria e de altimetria do projeto geométrico, assim como as referências de nível (RN).
3. Conferir as condições das áreas de empréstimo previstas no projeto topográfico (identificando as condições dos materiais). Deve-se realizar a locação da área em uma rede ortogonal, dividindo as áreas em retângulos de dimensões constantes, apoiada no mínimo em uma linha de referência. Caso a área selecionada não seja suficiente, é necessário realizar nova locação.
4. Realizar locação do eixo da rodovia, o procedimento consiste em piqueteamento e estaqueamento (afastados entre estacas, ordinariamente de 20 m nas tangentes e de 10 m nos trechos de curva).
5. Apontar os serviços de terraplanagem envolvendo a materialização dos “off-sets” e das bordas da plataforma da rodovia com as alturas a serem alcançadas (necessidade de cortes ou aterros dos determinados pontos medidos).
6. Elaboração de quadros de localização e distribuição de materiais para terraplenagem. Registrando separadamente todos os parâmetros referidos aos instrumentos para o segmento cuja execução das obras de terraplenagem esteja programada para os três primeiros meses, de acordo com um plano de obras e diagrama de espaço x tempo (organização da disposição do maquinário e dos serviços a serem executados).
Os itens de maior custo na execução da terraplenagem são: escavação, medida em m³, transporte, medido em m³.km e a compactação, medida em m³ de aterro pronto. O custo da terraplenagem irá variar de acordo com o tipo de terreno a ser trabalhado, sendo maior o custo em presença de terrenos montanhosos ou ondulados (PIMENTA e OLIVEIRA, 2004).
Para a realização das seções transversais, existem três possibilidades de movimentação de terra: seções em corte, seções em aterro e seções mistas (parte em corte e em aterro). A Figura 23 apresenta um exemplo de seção transversal em corte (nível da plataforma rodoviária está abaixo do nível do terreno).